JP6575469B2 - Hybrid vehicle system - Google Patents
Hybrid vehicle system Download PDFInfo
- Publication number
- JP6575469B2 JP6575469B2 JP2016171678A JP2016171678A JP6575469B2 JP 6575469 B2 JP6575469 B2 JP 6575469B2 JP 2016171678 A JP2016171678 A JP 2016171678A JP 2016171678 A JP2016171678 A JP 2016171678A JP 6575469 B2 JP6575469 B2 JP 6575469B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- temperature
- secondary battery
- air conditioning
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
Landscapes
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
Description
本開示は、ハイブリッド車両システムに係り、特に、車室内空調ユニットに用いる冷媒を二次電池冷却ユニットに用いる冷媒として併用するハイブリッド車両システムに関する。 The present disclosure relates to a hybrid vehicle system, and more particularly, to a hybrid vehicle system that uses a refrigerant used in a vehicle interior air conditioning unit as a refrigerant used in a secondary battery cooling unit.
ハイブリッド車両に搭載される二次電池は充放電によって発熱するので冷却が必要である。車両の車室内空調に用いる冷媒と二次電池冷却に用いる冷媒とを併用すれば、二次電池冷却ユニットの車両への搭載性が向上する。 The secondary battery mounted on the hybrid vehicle generates heat due to charging / discharging and needs to be cooled. If the refrigerant used for vehicle interior air conditioning of the vehicle and the refrigerant used for cooling the secondary battery are used in combination, the mountability of the secondary battery cooling unit on the vehicle is improved.
特許文献1には、室内空調ユニットと電池冷却ユニットとに共通の冷媒を用いる冷媒循環回路を有し、電池の充放電制御開始温度Tb1よりも低温で、電池の常用運転温度域上限Tb3よりも高温の範囲において、電池冷却優先上限温度Tb2を定めることが述べられている。ここで、電池温度がTb2以上のときは、室内空調ユニットへの冷媒の供給を止めて、冷媒の全量を電池冷却ユニットに回す。 Patent Document 1 has a refrigerant circulation circuit that uses a common refrigerant for the indoor air-conditioning unit and the battery cooling unit, and is lower than the charge / discharge control start temperature Tb1 of the battery and higher than the normal operating temperature range upper limit Tb3 of the battery. It is stated that the battery cooling priority upper limit temperature Tb2 is set in the high temperature range. Here, when the battery temperature is equal to or higher than Tb2, the supply of the refrigerant to the indoor air conditioning unit is stopped, and the entire amount of the refrigerant is sent to the battery cooling unit.
特許文献2には、電池冷却水回路と冷凍サイクル回路とを備え、車室内の冷暖房と二次電池の暖機・冷却とを行う電動車両用の温度調整装置が述べられている。ここでは、夏季や冬季では車室内の冷暖房に特に大きな空調エネルギーを要し、電動車両の航続距離が低下することを指摘している。そこで、夏季や冬季の運転開始時に、外部電源によって冷凍サイクルを駆動し、発生する冷熱・温熱を電池冷却水回路に移して、二次電池を冷却・昇温して熱エネルギーを蓄積した熱マス(熱容量素子)化し、以後の冷房・暖房に利用することが開示されている。 Patent Document 2 describes a temperature control device for an electric vehicle that includes a battery cooling water circuit and a refrigeration cycle circuit, and performs heating / cooling of a vehicle interior and warming up / cooling of a secondary battery. Here, it is pointed out that especially in the summer and winter, a large amount of air-conditioning energy is required for cooling and heating the passenger compartment, and the cruising distance of the electric vehicle decreases. Therefore, at the start of operation in summer and winter, the refrigeration cycle is driven by an external power supply, the generated cold / heat is transferred to the battery cooling water circuit, and the secondary battery is cooled / heated to accumulate heat energy. It is disclosed that it is made into a (heat capacity element) and used for subsequent cooling and heating.
本開示に関連する技術として、特許文献3には、車両に搭載される二次電池の放電電力制限値WOUT及び充電電力制限値WINについて、放電時と比べて、充電時には充電効率の悪化により温度上昇が発生しやすいことを指摘している。そこで、電池温度が高温のときのWINの制限開始温度を、WOUTの制限開始温度よりも低温側で開始することが開示されている。 As a technique related to the present disclosure, Patent Document 3 discloses that the discharge power limit value W OUT and the charge power limit value W IN of a secondary battery mounted on a vehicle are deteriorated in charge efficiency when charging compared to when discharging. It is pointed out that temperature rise is likely to occur. Therefore, the limit start temperature of W IN when the battery temperature is a high temperature, than the limit start temperature of W OUT discloses that starts at a low temperature side.
冷媒の圧縮・凝縮・膨張・蒸発のサイクルを利用したヒートポンプを用いて、車室内空調ユニットに用いる冷媒を二次電池冷却ユニットに用いる冷媒として併用することができる。ヒートポンプを用いて室内を暖房するときは、外気から吸熱し、圧縮によって高圧高温した気体をさらに昇温させて室内空気に放熱する。ここで、外気温度が例えば−10℃以下の極低温であると、圧縮によって高圧高温にした気体から熱が奪われ、以後の二次電池冷却における膨張弁による冷却効果が低下する。この状況下で、二次電池の充放電の電池負荷が大きいと、内部抵抗の大きい電池セル等が異常過熱する恐れがある。そこで、極低温下の暖房時に二次電池の電池負荷が大きい場合であっても、電池過熱を抑制できるハイブリッド車両システムが要望される。 By using a heat pump that utilizes a cycle of refrigerant compression / condensation / expansion / evaporation, the refrigerant used for the vehicle interior air conditioning unit can be used in combination as the refrigerant used for the secondary battery cooling unit. When a room is heated using a heat pump, heat is absorbed from the outside air, and a high-pressure and high-temperature gas is further raised by compression to radiate heat to the room air. Here, when the outside air temperature is an extremely low temperature of, for example, −10 ° C. or less, heat is taken away from the gas that has been made high pressure and high temperature by compression, and the cooling effect by the expansion valve in the subsequent secondary battery cooling is reduced. Under this circumstance, if the battery load for charging / discharging the secondary battery is large, the battery cell having a large internal resistance may be abnormally overheated. Therefore, there is a demand for a hybrid vehicle system that can suppress battery overheating even when the battery load of the secondary battery is large during heating at extremely low temperatures.
本開示に係るハイブリッド車両システムは、車室内空調ユニットと二次電池冷却ユニットとに共通の冷媒の供給を行う空調・電池冷却部と、車両の外気温度を検出する外気温度検出部と、二次電池の充放電による電池負荷を検出する電池負荷検出部と、二次電池の電池温度を検出する電池温度検出部と、電池温度に応じて二次電池の充放電電力の制限を行う制御装置と、を備え、制御装置は、外気温度が所定温度以下の低温であること、車室内空調が暖房モードであること、及び二次電池の電池負荷が所定電力値以上であることの3つの条件を満たすときに、3つの条件のうちの少なくとも1つを満たさないときと比較して、充放電電力の制限を電池温度の低温側にシフトさせる。 A hybrid vehicle system according to the present disclosure includes an air conditioning / battery cooling unit that supplies a common refrigerant to a vehicle interior air conditioning unit and a secondary battery cooling unit, an outside air temperature detecting unit that detects an outside air temperature of the vehicle, A battery load detecting unit for detecting a battery load due to charging / discharging of the battery, a battery temperature detecting unit for detecting a battery temperature of the secondary battery, and a control device for limiting charge / discharge power of the secondary battery according to the battery temperature; The control device has three conditions: the outside air temperature is a low temperature equal to or lower than a predetermined temperature, the vehicle interior air conditioning is in a heating mode, and the battery load of the secondary battery is equal to or higher than a predetermined power value. When satisfy | filling, compared with when not satisfy | filling at least 1 of three conditions, the restriction | limiting of charging / discharging electric power is shifted to the low temperature side of battery temperature.
本開示に係るハイブリッド車両システムによれば、極低温下の暖房時に二次電池の電池負荷が大きい場合であっても、電池過熱を抑制できる。 According to the hybrid vehicle system according to the present disclosure, battery overheating can be suppressed even when the battery load of the secondary battery is large during heating at a cryogenic temperature.
以下に図面を用いて実施の形態のハイブリッド車両システムにつき、詳細に説明する。以下では、車室内空調ユニットと二次電池冷却ユニットとに共通の冷媒の供給を行う空調・電池冷却部の構成として冷凍サイクルを述べるが、これは説明のための例示であって、これ以外の構成であってもよい。例えば、冷凍サイクルと冷却水循環回路とを組み合わせたものであってもよい。 Hereinafter, a hybrid vehicle system according to an embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In the following, a refrigeration cycle will be described as a configuration of an air conditioning / battery cooling unit that supplies a common refrigerant to the vehicle interior air conditioning unit and the secondary battery cooling unit. It may be a configuration. For example, a combination of a refrigeration cycle and a cooling water circulation circuit may be used.
以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Below, the same code | symbol is attached | subjected to the same element in all the drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1は、本実施の形態におけるハイブリッド車両システム10の構成図である。以下では、ハイブリッド車両システムが搭載されるハイブリッド車両を、特に断らない限り車両と呼ぶ。ハイブリッド車両システム10は、本体部11と、本体部11の構成要素の動作を全体として制御する制御装置40とを含む。本体部11は、エンジン12、回転電機ブロック14、PCU(Power Control Unitの略)と示される電力コントロールユニット16、二次電池20、空調・電池冷却部60を含む。
FIG. 1 is a configuration diagram of a
エンジン12は、車両に搭載される内燃機関である。回転電機ブロック14は、MG1,MG2と示される2つの回転電機を含む。MG1,MG2は、共に車両に搭載されるモータ・ジェネレータ(Motor/Generator:MG)であって、車両走行中は電動機として作用し、車両が制動中は発電機として作用する三相同期型回転電機である。MG1はエンジン12によって駆動され、主として発電機として働き、MG2は主として車両の駆動用モータとして働く。電力コントロールユニット16は、回転電機ブロック14に接続されるインバータ回路、及び、二次電池20とインバータ回路との間に設けられる昇降圧コンバータを含む。
The
二次電池20は、電池セルを複数個組み合わせて、所定の高電圧、大電流を出力可能にした高電圧電池である。二次電池20の端子間電圧の一例は、約200〜300Vである。図1では、複数の電池セルを直列接続した二次電池20を示したが、出力される高電圧、大電流の仕様に応じ、直列接続と並列接続とを適宜組み合わせた二次電池20であってよい。電池セルの種類としては、リチウムイオン電池セル、ニッケル水素電池セル等が用いられる。
The
二次電池20は、電池パックケース21に収納され、空調・電池冷却部60によって冷却される。電池温度検出部22は、二次電池20の温度である電池温度θBを検出する温度検出手段である。電池電圧検出部24は、二次電池20の端子間電圧である電池電圧Vを検出する電圧検出手段である。充放電電流検出部26は、二次電池20からの放電電流と二次電池20へのから充電電流である充放電電流Iを検出する電流検出手段である。電池電圧検出部24と充放電電流検出部26とは、二次電池20の充放電電力負荷である電池負荷を検出する電池負荷検出部28を構成する。検出された電池温度θB、電池電圧V、充放電電流Iのデータは、適当な信号線によって制御装置40に伝送される。
The
外気温度検出部34は、車両の外気温度θOを検出する温度検出手段である。外気温度検出部34は、例えば、車両の前方側に配置されるラジエータの周辺に設けられ、検出された外気温度θOデータは、適当な信号線によって制御装置40に伝送される。
Outside
空調・電池冷却部60は、車両の車室内の空調を行う車室内空調ユニット62と、二次電池20の冷却を行う二次電池冷却ユニット64とについて、ヒートポンプまたは冷凍サイクルとして知られる構成によって同じ冷媒を用いるシステムに一体化したものである。ヒートポンプまたは冷凍サイクルは同じものであるので、以下では、ヒートポンプとする。
The air conditioning /
図2に示すように、ヒートポンプの基本構成は、アキュムレータ72、圧縮機74、室外機78、送風ファン80、膨張弁84、エバポレータ86を含む。車室内空調ユニット62が冷房モードのときは、圧縮機74はアキュムレータ72に含まれる冷媒を吸い上げて高圧高温の気体とし、室外機78は、高圧高温の気体を放熱させて低温液体に凝縮させる凝縮器として働く。膨張弁84は低温液体を断熱膨張させて一部気化し、エバポレータ86は全部の低温液体の蒸発によって吸熱させる。これらの要素の構成及び作用、用いられる冷媒等は、ヒートポンプまたは冷凍サイクルとして周知であるので、さらなる説明を省略する。
As shown in FIG. 2, the basic configuration of the heat pump includes an
空調・電池冷却部60は、ヒートポンプを車室内空調ユニット62の暖房モードのときに用いるために、三方弁76、ヒータコア92、膨張弁94を備える。暖房モードにおいて、ヒータコア92は、圧縮機74によって圧縮された高圧高温の気体に対する凝縮器として働く。暖房モードにおいては、室外機78を放熱器でなく吸熱器である蒸発器として作用させる。暖房モードにおいては、送風ファン80は駆動されない。
The air conditioning /
車室内空調ユニット62は、室内機としての空調用ダクト66を有する。空調用ダクト66内には、冷房モードのときに動作するエバポレータ86と、暖房モードのときに動作するヒータコア92とが設けられ、空気取入口側の送風機68から車室内の空気を取り込み、空気吹出口69側から車室内に戻す。空調用ダクト66内に設けられる流路切替ドア70は、冷房モードまたは暖房モードに対応して、エバポレータ86によって冷やされた冷気、またはヒータコア92によって暖められた暖気が空気吹出口69に流れるように、空調用ダクト66内の流れを切り替える。
The vehicle interior
二次電池冷却ユニット64は、分岐冷媒路88と膨張弁90とを有する。分岐冷媒路88は、車室内空調ユニット62の冷房モードのときに用いられるエバポレータ86への冷媒路に並列に配置された冷媒路である。すなわち、分岐冷媒路88は、車室内空調ユニット62の冷房モードのときに用いられるエバポレータ86へ冷媒が供給される冷媒供給路に一方端が接続され、エバポレータ86からアキュムレータ72側に冷媒が戻される冷媒戻し路に他方端が接続される。膨張弁90は、分岐冷媒路88の一方端の側に設けられる。分岐冷媒路88は、一方端の側から電池パックケース21の側に延び、適当な接続部を介して電池パックケース21の内部に入り込み、二次電池20の底部等に熱交換のために接触してからUターンし、接続部を介して他方端の側に戻る。
The secondary
逆止弁82は、室外機78と膨張弁84とを結ぶ管路の途中に設けられ、室外機78側から膨張弁84,90側への冷媒の流れを許容し、膨張弁84側から室外機78側に向かう冷媒の流れを阻止する働きを有する。
The
空調・電池冷却部60の冷房モード、暖房モード等における動作の詳細については、図4の説明の際に、図5、図6を用いて後述する。
Details of the operation of the air conditioning /
図1に戻り、空調モードSW36は、ユーザによって操作され、車室内空調のモードを冷房モード、暖房モード、空調停止モードのいずれかに設定される操作子である。空調モードSW36によって設定されたモードは、適当な信号線を介して、制御装置40に伝送される。
Returning to FIG. 1, the air conditioning mode SW 36 is an operator that is operated by the user and sets the air conditioning mode of the passenger compartment to any one of the cooling mode, the heating mode, and the air conditioning stop mode. The mode set by the air conditioning mode SW 36 is transmitted to the
制御装置40に接続されるメモリ42は、制御装置40と接続され、制御装置40で用いられるプログラムや、演算処理のデータ等を記憶するメモリである。特に、二次電池20に関する充放電制限関係ファイル44を記憶する。
The
図3は、充放電制限関係ファイル44の例を示す図である。充放電制限関係ファイル44は、電池温度θBについて、二次電池20の高温側における充放電電力の制限を示すマップである。低温側でも充放電制御が行われるが、図3では省略した。横軸は二次電池20の電池温度θBで、縦軸の正方向側は、二次電池20の放電電力制限値WOUTで、縦軸の負方向側は、二次電池20の充電電力制限値WINである。二次電池20の放電電力制限特性100と、充電電力制限特性102をそれぞれ実線で示す。横軸上に高温側閾値温度θB2を示す。高温側閾値温度θB2は、高温側の充放電制限開始温度で、これよりも高温側でWOUT,WINを制限する。電池温度θBがθB2より高温になるに従い、放電電力制限特性100はWOUTが次第に小さくなる放電電力制限特性101となり、充電電力制限特性102はWINが次第に小さくなる充電電力制限特性103となる。図3のようなマップは、二次電池20について予めシミュレーションや実験で求めておくことができる。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the charge / discharge
図3では、充放電制限関係ファイル44として、放電電力制限特性100と充電電力制限特性102とをマップ形式によって示した。これ以外に、ルックアップテーブル形式、数式関係、電池温度θBを入力することでその温度におけるWOUT,WINを出力されるROM形式等を用いてよい。
In FIG. 3, the discharge power restriction characteristic 100 and the charge power restriction characteristic 102 are shown in a map format as the charge / discharge
制御装置40は、本体部11の各要素の動作を全体的に制御する装置であるが、特に、外気温度θOが−10℃以下の極低温時に暖房モードとなり、さらに二次電池20の電池負荷が大きいときに、二次電池20の過熱を抑制する二次電池過熱抑制制御を行う。制御装置40は、空調モードSW36の設定に従って空調・電池冷却部60を制御し、電池温度検出部22、電池負荷検出部28、外気温度検出部34から伝送されるθB,V,I,θOを取得し、メモリ42と交信して充放電制限関係ファイル44を参照する。制御装置40は、空調モードが暖房モードか否かを判定する空調モード判定部46、外気温度θOが所定温度以下か否かを判定する外気温度判定部48、電池負荷判定部50、及び、充放電制限部52を含む。
The
制御装置40のこれらの機能は、制御装置40がソフトウェアを実行することで実現でき、具体的には、制御装置40が電池過熱抑制プログラムの各処理手順を実行することで実現される。上記機能の一部をハードウェアで実現してもよい。
These functions of the
上記構成の作用、特に、制御装置40の各機能について、図4〜図6を用いてさらに詳細に説明する。
The operation of the above configuration, in particular, each function of the
図4は、外気温度θOが−10℃以下の極低温時に暖房モードとなり、さらに二次電池20の電池負荷が大きいときに、二次電池20の過熱を抑制する電池過熱抑制制御の手順を示すフローチャートである。各手順は、制御装置40において実行される電池過熱抑制プログラムの各処理手順に対応する。車両においてイグニッションスイッチ等によって車両の制御システムが立ち上がると、システム初期化処理を経て、電池過熱抑制プログラムが立ち上がる。
FIG. 4 shows the procedure of the battery overheat suppression control that is in the heating mode when the outside air temperature θ O is at a very low temperature of −10 ° C. or less and further suppresses overheating of the
まず、車室内空調に対する要求が、暖房モードか否かが判定される(S10)。この処理手順は、制御装置40の空調モード判定部46の機能によって実行される。具体的には、空調モードSW36から伝送されてくる設定データが「暖房モード」であるときは、S10の判定が肯定され、S12に進む。
First, it is determined whether or not the request for vehicle interior air conditioning is in the heating mode (S10). This processing procedure is executed by the function of the air conditioning mode determination unit 46 of the
それ以外の「冷房モード」、「空調停止モード」のときは、S10が否定され、S18に進む。S18は、二次電池20の電池温度θBに対する充放電制限処理に関するものであるが、ここでは、通常通りの充放電制限が行われる。通常通りの充放電制御とは、図3で述べた放電電力制限特性100,101、充電電力制限特性102,103に従い、電池温度θB2以上で充放電電力制限を行う制御である。
In other “cooling mode” and “air-conditioning stop mode”, S10 is denied and the process proceeds to S18. S18 relates to the charge / discharge restriction process for the battery temperature θ B of the
ここで、空調・電池冷却部60における冷媒の流れについて、図5、図6を用い、冷房モード、空調停止モード、暖房モードの順に説明する。
Here, the flow of the refrigerant in the air conditioning /
図5は、冷房モードについて、空調・電池冷却部60の冷媒の流れる経路を太線で示す図である。冷房モードにおいては、送風機68と送風ファン80は駆動され、流路切替ドア70は、空調用ダクト66に流れる空気がヒータコア92を通らないように設定される。三方弁76は圧縮機74から室外機78側に冷媒が流れるように設定される。
FIG. 5 is a diagram showing a path through which a refrigerant flows in the air conditioning /
冷房モードにおいて、冷媒は次のように流れる。アキュムレータ72の低圧低温の気体は、圧縮機74によって吸い上げられ高圧高温の気体となる。高圧高温の気体は、三方弁76を通り、室外機78において送風ファン80の送風によって冷却され、高圧高温の気体が放熱によって低温高圧の液体に凝縮される。凝縮された低温高圧の液体は、逆止弁82を通り、膨張弁84を通って断熱膨張して一部気化し、エバポレータ86で全部の低温液体が蒸発し、送風機68によって空調用ダクト66内を流れてくる車室内の空気を吸熱して冷却する。冷却された空気は、空気吹出口69側から車室内に戻され、これによって、車室内が冷房される。
In the cooling mode, the refrigerant flows as follows. The low-pressure and low-temperature gas in the
逆止弁82を通ってきた低温高圧の液体の一部は、分岐冷媒路88の一方端に入る。分岐冷媒路88に入った低温高圧の気体は、膨張弁84を通って断熱膨張して一部気化し、低温の湿り気体となって電池パックケース21の接続部を通って電池パックケース21の内部に入る。電池パックケース21の内部では、二次電池20の底部等に接触して二次電池20を吸熱して冷却して気化する。気化した気体は、分岐冷媒路88をUターンして戻り、アキュムレータ72に帰る。これによって、二次電池20の冷却が行われる。
Part of the low-temperature and high-pressure liquid that has passed through the
空調停止モードの場合は、冷房モードの状態において、空調用ダクト66に設けられた送風機68の運転を停止させる。なお、切替弁等の適当な手段によって、膨張弁84、エバポレータ86には冷媒が供給されない。これによって車室内には冷気が送られないが、分岐冷媒路88には低温高圧の気体が流れ、二次電池20の冷却を行うことができる。
In the air conditioning stop mode, the operation of the
図6は、暖房モードについて、空調・電池冷却部60の冷媒の流れる経路を太線で示す図である。暖房モードにおいて、送風機68は駆動され、送風ファン80は停止され、流路切替ドア70は、空調用ダクト66に流れる空気がヒータコア92を通るように設定される。三方弁76は膨張弁94側から室外機78側に冷媒が流れるように設定される。なお、切替弁等の適当な手段によって、膨張弁84、エバポレータ86には冷媒が供給されない。送風機68によって空調用ダクト66に送り込まれた車室内の空気は、エバポレータ86を素通りしてヒータコア92に向かって流れる。
FIG. 6 is a diagram showing a path through which a refrigerant flows in the air conditioning /
暖房モードにおいて、冷媒は次のように流れる。アキュムレータ72の低圧低温の気体は圧縮機74によって吸い上げられ高圧高温の気体となる。高圧高温の気体は三方弁76側には流れずに、ヒータコア92に流れる。ヒータコア92では、空調用ダクト66を流れてきた車室内の空気と熱交換して放熱し、低温高圧の液体に凝縮される。空調用ダクト66を流れる車室内の空気はヒータコア92によって暖められ、空気吹出口69側から車室内に戻される。これによって、車室内が暖房される。
In the heating mode, the refrigerant flows as follows. The low-pressure and low-temperature gas in the
ヒータコア92で凝縮された低温高圧の液体は、膨張弁94を通って断熱膨張して一部気化し、三方弁76を経由して室外機78に流れる。室外機78においては、外気からの吸熱によって、全部の低温液体が蒸発し、分岐冷媒路88の一方端に入る。分岐冷媒路88に入った気体は、膨張弁84を通って断熱膨張して冷却され、電池パックケース21の接続部を通って電池パックケース21の内部に入る。電池パックケース21の内部では、二次電池20の底部等に接触して二次電池20を吸熱して冷却する。その後、分岐冷媒路88をUターンして戻り、アキュムレータ72に帰る。これによって、二次電池20の冷却が行われる。
The low-temperature and high-pressure liquid condensed in the
再び図4に戻り、S10の判定が肯定されると、次に、外気温度θOが所定温度以下であるか否かが判定される(S12)。この処理手順は、制御装置40の外気温度判定部48の機能によって実行される。
Returning to FIG. 4 again, if the determination in S10 is affirmative, it is next determined whether or not the outside air temperature θ O is equal to or lower than a predetermined temperature (S12). This processing procedure is executed by the function of the outside air temperature determination unit 48 of the
図6で述べたように、暖房モードにおいて分岐冷媒路88に入ってくる気体は、室外機78において外気からの吸熱によって低温液体が蒸発したものである。ここで外気温度が低すぎると、圧縮機74によって高温化された気体から熱が奪われ、室外機78において液化が生じ、気体圧力が低下する。液化し圧力が低下した冷媒が分岐冷媒路88に供給されると、膨張弁90における断熱膨張による冷却効果が低下し、二次電池20に対する冷却能力が低下する。S12における所定温度とは、暖房モードにおいて、外気温度θOが低すぎて、圧縮機74によって高温化された気体から熱が奪われ、二次電池冷却ユニット64における膨張弁90による冷却効果が十分でなくなる温度である。一般的な空調機では、外気温度が約−10℃以下となると暖房性能が低下することが知られている。ここでは、所定温度を−10℃とする。この温度は説明のための例示であって、空調・電池冷却部60の仕様によって適宜変更が可能である。
As described with reference to FIG. 6, the gas entering the
外気温度検出部34から伝送されてきた外気温度θOの値が所定温度である−10℃以下であるとS12の判定が肯定され、S14に進む。外気温度θOが所定温度を超えるときは、二次電池冷却ユニット64における膨張弁90による冷却効果が十分な場合であるので、S18に進む。
If the value of the outside air temperature θ O transmitted from the outside
S12の判定が肯定されると、二次電池20の電池負荷が所定値Wth以上か否かが判定される(S14)。この処理手順は、制御装置40の電池負荷判定部50の機能によって実行される。電池負荷は、電池負荷検出部28から伝送されてくる電池電圧V、充放電電流Iのデータから、充放電負荷電力に関するI2やIVを算出して求められる。所定値Wthは、二次電池20が過熱する恐れのある充放電電力として設定される値である。低温下であっても、車両の走行負荷が重くて、二次電池20からの電池負荷が重く、(充放電電流I)2が大きくなる場合等である。その場合には、二次電池20が過熱する恐れが生じる。特に、二次電池20を構成する電池セルの内で内部抵抗が高い劣化可能性セル等が異常過熱する恐れが生じる。S14は、二次電池20の過熱の恐れの有無を判定する処理手順である。S14の判定が肯定されるとS16に進む。S16の判定が否定されるときは、二次電池20の過熱の恐れがない場合であるので、S18に進む。
If the determination in S12 is affirmative, it is determined whether or not the battery load of the
S14の判定が肯定されると、充放電制限をS18で述べた通常処理に比べて、電池温度θBの低温側にシフトする(S16)。この処理手順は、S18と同様に、制御装置40の充放電制限部52の機能により実行される。図3に、充放電制限に関する高温側閾値温度θB2を電池温度θBの低温側にシフトする例を破線で示す。ここでは、θB2から低温側にΔθBAシフトした電池温度θBを電池温度(θB2−ΔθBA)とする。放電制限については、電池温度(θB2−ΔθBA)から高温になるにつれて、放電電力制限特性100からWOUTが次第に小さくなる放電電力制限特性104を示す。充電制限についても同様に、電池温度(θB2−ΔθBA)から高温になるにつれて、充電電力制限特性102からWOUTが次第に小さくなる充電電力制限特性106を示す。充放電制限をS18で述べた通常処理に比べて、高温側閾値温度θB2を電池温度θBの低温側にシフトすることで、二次電池20の過熱を抑制することができる。
If the determination in S14 is affirmative, the charge / discharge restriction is shifted to a lower temperature side of the battery temperature θ B than in the normal process described in S18 (S16). This processing procedure is executed by the function of the charge /
本実施の形態に係るハイブリッド車両システム10は、車室内空調ユニット62と二次電池冷却ユニット64とに共通の冷媒の供給を行う空調・電池冷却部60を備える。また、ハイブリッド車両システム10は、車両の外気温度θOを検出する外気温度検出部34と、二次電池20の充放電による電池負荷を検出する電池負荷検出部28と、二次電池20の電池温度θBを検出する電池温度検出部22とを備える。また、ハイブリッド車両システム10は、電池温度θBに応じて二次電池20の充放電電力の制限を行う制御装置40を備える。制御装置40は、外気温度θOが所定温度以下の低温であること、車室内空調が暖房モードであること、及び二次電池20の電池負荷が所定電力値以上であることの3つの条件を満たすか否かについて判定する。3つの条件を満たすときには、3つの条件のうちの少なくとも1つを満たさないときと比較して、充放電電力の制限を電池温度θBの低温側にシフトさせる。このハイブリッド車両システム10によれば、−10℃以下等の極低温下の暖房時に二次電池20の電池負荷が大きい場合であっても、二次電池20の過熱を抑制できる。
The
10 ハイブリッド車両システム、11 本体部、12 エンジン、14 回転電機ブロック、16 電力コントロールユニット(PCU)、20 二次電池、21 電池パックケース、22 電池温度検出部、24 電池電圧検出部、26 充放電電流検出部、28 電池負荷検出部、34 外気温度検出部、36 空調モードSW、40 制御装置、42 メモリ、44 充放電制限関係ファイル、46 空調モード判定部、48 外気温度判定部、50 電池負荷判定部、52 充放電制限部、60 空調・電池冷却部、62 車室内空調ユニット、64 二次電池冷却ユニット、66 空調用ダクト、68 送風機、69 空気吹出口、70 流路切替ドア、72 アキュムレータ、74 圧縮機、76 三方弁、78 室外機、80 送風ファン、82 逆止弁、84,90,94 膨張弁、86 エバポレータ、88 分岐冷媒路、92 ヒータコア、100,101,104 放電電力制限特性、102,103,106 充電電力制限特性。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
車両の外気温度を検出する外気温度検出部と、
二次電池の充放電による電池負荷を検出する電池負荷検出部と、
前記二次電池の電池温度を検出する電池温度検出部と、
前記電池温度に応じて前記二次電池の充放電電力の制限を行う制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記外気温度が所定温度以下の低温であること、車室内空調が暖房モードであること、及び前記二次電池の前記電池負荷が所定電力値以上であることの3つの条件を満たすときに、該3つの条件のうちの少なくとも1つを満たさないときと比較して、前記充放電電力の制限を前記電池温度の低温側にシフトさせる、ハイブリッド車両システム。 An air conditioning / battery cooling unit that supplies a common refrigerant to the vehicle interior air conditioning unit and the secondary battery cooling unit;
An outside temperature detector for detecting the outside temperature of the vehicle;
A battery load detector for detecting a battery load due to charging / discharging of the secondary battery;
A battery temperature detector for detecting a battery temperature of the secondary battery;
A control device that limits charge / discharge power of the secondary battery according to the battery temperature;
With
The control device includes:
When the outside air temperature is a low temperature below a predetermined temperature, the vehicle interior air conditioning is in a heating mode, and the battery load of the secondary battery is above a predetermined power value, A hybrid vehicle system that shifts the limit of the charge / discharge power to a lower temperature side of the battery temperature than when not satisfying at least one of the three conditions.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016171678A JP6575469B2 (en) | 2016-09-02 | 2016-09-02 | Hybrid vehicle system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016171678A JP6575469B2 (en) | 2016-09-02 | 2016-09-02 | Hybrid vehicle system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018034744A JP2018034744A (en) | 2018-03-08 |
JP6575469B2 true JP6575469B2 (en) | 2019-09-18 |
Family
ID=61564661
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016171678A Active JP6575469B2 (en) | 2016-09-02 | 2016-09-02 | Hybrid vehicle system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6575469B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110970672B (en) * | 2019-06-24 | 2020-12-11 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | Control system and method of battery pack heating system and battery pack heating management system |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4513882B2 (en) * | 2008-03-21 | 2010-07-28 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid vehicle and control method thereof |
JP5664456B2 (en) * | 2011-05-27 | 2015-02-04 | トヨタ自動車株式会社 | vehicle |
JP5803507B2 (en) * | 2011-09-28 | 2015-11-04 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid vehicle control device and hybrid vehicle |
JP6252186B2 (en) * | 2014-01-15 | 2017-12-27 | 株式会社デンソー | Thermal management system for vehicles |
JP2016025790A (en) * | 2014-07-23 | 2016-02-08 | トヨタ自動車株式会社 | Power storage system |
-
2016
- 2016-09-02 JP JP2016171678A patent/JP6575469B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018034744A (en) | 2018-03-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20170021698A1 (en) | Vehicle-mounted temperature adjustment device, vehicle air-conditioning device, and battery temperature adjustment device | |
US9604521B2 (en) | Vehicle and method for controlling vehicle | |
US9643469B2 (en) | Vehicle thermal management system | |
EP2699432B1 (en) | Cooling apparatus | |
US9923214B2 (en) | Heat exchanging system that exchanges heat between refrigerant and a temperature regulated portion | |
JP5748000B2 (en) | Cooling device for electrical equipment | |
US20150017492A1 (en) | Temperature regulation device | |
JP5724610B2 (en) | Refrigeration cycle equipment for vehicles | |
JP2014037180A (en) | Thermal management system for electric vehicle | |
US9631544B2 (en) | Cooling system and vehicle that includes cooling system | |
WO2012131459A1 (en) | Cooling apparatus | |
JP2014226962A (en) | Vehicle heat management system | |
JP6729527B2 (en) | Equipment temperature controller | |
WO2013051114A1 (en) | Control method for cooling apparatus | |
JP2014037182A (en) | Thermal management system for electric vehicle | |
JP2014037179A (en) | Thermal management system for electric vehicle | |
JP2020199871A (en) | Vehicular heat control system | |
WO2021192762A1 (en) | Vehicle air conditioning device | |
JP6575469B2 (en) | Hybrid vehicle system | |
CN116829384A (en) | Thermal management system and vehicle | |
JP6712400B2 (en) | Air conditioning system for vehicles | |
JP2014189140A (en) | Vehicle heat pump device | |
JP5618011B2 (en) | Control method of cooling device | |
JP2014092325A (en) | Heat pump device for vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181016 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190711 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190723 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190805 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6575469 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |